Yapon kağız qatlama sənəti olan Origami, ilk növbədə mərasim və dekorativ təcrübədən elm və texnologiyada mühüm alətə çevrilmişdir. Kosmosda günəş panellərindən tutmuş özünü yığan robotlara qədər tətbiqləri ilə origami müasir mühəndislik həllərinin dizaynında inqilab etdi.

Belə diqqətəlayiq həllərdən biri, triboelektrik effekti güc yaratmaq üçün özünü qatlama texnologiyası ilə birləşdirən ağıllı, çevik enerji yığan sensor olan büzməli origami triboelektrik nanogeneratordur (CO-TENG). Triboelektrik istehsal mexaniki hərəkəti (məsələn, materiallar arasında təmas və ayrılma kimi) elektrik enerjisinə çevirərək elektrik enerjisi istehsalı prosesidir .

Bu yaxınlarda Yaponiyanın Şibaura Texnologiya İnstitutundan dosent Hiroki Şigemunenin rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar qrupu, Yaponiyanın Şibaura Texnologiya İnstitutundan cənab Haruki Hiqoşi və cənab Daichi Naritomi ilə birlikdə batareyalara olan ehtiyacı aradan qaldırmaq üçün CO-TENG yumşaq sensoru inkişaf etdirdi. Bu işdə komanda mis elektrodları (keçirici təbəqə) və politetrafloroetilen təbəqəni (triboelektrik təbəqə) kağız üzərinə laminasiya etdi. Öz-özünə qatlanan məhlul sonra inkjet printerdən istifadə edərək substratda sətirlərdə çap edilmişdir.

Kağızı 3D strukturda birləşdirərək tədqiqatçılar yüngül, ucuz, ekoloji cəhətdən təmiz və öz gücü ilə işləyən sensora nail olublar. Bu araşdırma 1 aprel 2025-ci ildə Advanced Materials Technologies jurnalında onlayn olaraq dərc edilmişdir .

“Biz origaminin struktur zərifliyindən və dayanıqlı, baxımsız sensor həllərinə artan ehtiyacdan ilhamlandıq. Beləliklə, biz origamini triboelektrik effektlə birləşdirərək, özünü qura və gücləndirə bilən ağıllı bir sistemin kilidini açdıq”, – Dr. Shigemune deyir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=2636419947&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749623543&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-06-teng-origami-powering-sensor-smart.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749623542306&bpp=2&bdt=138&idt=446&shv=r20250609&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1749623542%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1749623542%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1749623542%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0%2C1905x945&nras=2&correlator=8595985871650&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2325&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092920%2C95353387%2C31092908%2C95344787%2C95362796%2C95359265%2C95362804%2C95363073%2C95360684&oid=2&pvsid=7147413447051593&tmod=731885669&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=1531

Cihaz mexaniki gərginliyi laminatlı keçirici və dielektrik materiallar arasında sürtünmə yolu ilə elektrik siqnallarına çevirməklə işləyir. Sensor həm də özü-özünə qatlanan kağız texnologiyasından istifadə etdiyi üçün onun əl ilə qatlamasına ehtiyac yoxdur və istehsal səylərini minimuma endirir, bu da gələcək nəsil ağıllı cihazlar üçün güclü alət təklif edir.

Hazırlandıqdan sonra, öz-özünə qatlanan kağız əsaslı strukturların mexaniki xassələri hərtərəfli öyrənilmiş, çap edilmiş xəttin eni və kağız qalınlığının qatlama bucaqlarına və bərpaedici qüvvəyə necə təsir etdiyi təhlil edilmişdir. Onlar əvvəlcə bir qat üçün parametrləri sınaqdan keçirdilər və sonra çıxış performansını artırmaq üçün onu çoxqat büzməli struktura qədər genişləndirdilər. Xüsusilə, çoxlu origami qatlarının ardıcıl qoşulması 1000 sıxılma dövründən çox əla davamlılıqla güc çıxışında əhəmiyyətli artıma səbəb oldu.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar onun real dünyada tətbiqini ağıllı yastıqlama sistemində nümayiş etdirdilər. CO-TENG-ə hər hansı bir obyekt düşürüldükdə, o, cismin tətbiq etdiyi sıxılma qüvvəsinə uyğun elektrik siqnalları yaradırdı. Bu siqnallar maşın öyrənməsi (LightGBM) istifadə edərək təhlil edildi və bu, sistemə obyektləri müəyyən etməyə imkan verdi. Sistem obyektləri diqqətəlayiq 98,9% dəqiqliklə müəyyən edə bilər – onun logistika və ağıllı qablaşdırmada potensial tətbiqlərini vurğulayır.

Cənab Hiqoşi izah edir: “Ağıllı yastıqlama logistikada oyunu dəyişdirə bilər. CO-TENG sistemindən istifadə etməklə, düşmüş obyektlər real vaxt rejimində avtomatik müəyyən edilə və izlənilə bilər , bu da daşınmaların izlənilməsi və məhsulun bütövlüyünün yoxlanılmasında yeni imkanlar təklif edir”.

Hazırlanmış nanogenerator logistika ilə yanaşı, tibbi cihaz və elektronika sənayesində də tətbiqlər tapır. CO-TENG-in yüksək çevikliyi bədən hərəkətini, duruşunu və ya xarici təsirləri real vaxt rejimində izləmək üçün geyilə bilən cihazlar üçün, xüsusən də yaşlılara qulluq üçün faydalı ola bilər. Onun yığcam dizaynı onu IoT əsaslı fərdiləşdirilmiş sağlamlıq monitorinq platformalarında perspektivli tətbiqləri olan yumşaq, mobil və tələb olunan cihazlar üçün ideal edir.

Xüsusiyyətlərindən başqa, CO-TENG-in qatlana bilən təbiəti sənaye tətbiqləri və miqyaslılıq üçün vacib olan saxlama və daşıma xərclərini də azaldır.

Ətraflı məlumat: Haruki Hiqoshi və digərləri, Ağıllı Yastıqlama Cihazı üçün Triboelektrik Nanogeneratora əsaslanan Öz-özünə Qatlanan Büzməli Origami Sensoru, Qabaqcıl Material Texnologiyaları (2025). DOI: 10.1002/admt.202500032

Jurnal məlumatı: Advanced Materials Technologies Shibaura Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir